Адаптация организма к различным условиям среды. (Лекция 7) презентация

Васильевич

характеризуется постоянством и колеблется в чрезвычайно узких границах. Эти границы составляют от 36,4C до 37,5C.
Адаптация к действию низкой температуры.
Условия, при которых организм человека должен адаптироваться к холоду, могут быть различными. Это может быть работа в холодных цехах (холод действует не круглосуточно, а чередуясь с нормальным температурным режимом) или адаптация к жизни в северных широтах (человек в условия Севера подвергается действию не только низкой температуры, но и изменённого режима освещённости и уровня радиации).

теплопродукция нарастает неэкономично, избыточно, теплоотдача ещё недостаточно ограничена. После установления фазы стойкой адаптации процессы теплопродукции интенсифицируются, теплоотдачи - снижаются; в конечном счёте устанавливается оптимальный баланс для поддержания стабильной температуры тела.
Адаптация к условиям Севера характеризуется несбалансированным сочетанием теплопродукции и теплоотдачи. Снижение эффективности теплоотдачи достигается благодаря уменьшению и прекращению потоотделения, сужению артериальных сосудов кожи и мышц. Активация теплопродукции вначале осуществляется за счёт увеличения кровотока во внутренних органах и повышения мышечного сократительного термогенеза. 

повышение электрической активности центров терморегуляции, увеличение секреции либеринов в нейронах гипоталамуса, в аденоцитах гипофиза - адренокортикотропного и тиреотропного гормонов, в щитовидной железетиреоидных гормонов, в мозговом веществе надпочечников - катехоламинов, а в их коре - кортикостероидов). Эти изменения существенно модифицируют функцию органов и физиологических систем организма, изменения в которых направлены на увеличение кислород-транспортной функции (рис. 4-1).
 

и несколько снижается уровень сахара, происходит вымывание жирных кислот из жировой ткани за счёт усиления «глубинного» кровотока. В митохондриях, адаптированных к условиям Севера, имеется тенденция к разобщению фосфорилирования и окисления, доминирующим становится окисление. Более того, в тканях жителей Севера относительно много свободных радикалов.
Холодная вода. Физическим агентом, через который низкая температура влияет на организм, чаще всего является воздух, но может быть и вода. Например, при нахождении в холодной воде охлаждение организма происходит быстрее, чем на воздухе (вода обладает в 4 раза большей теплоёмкостью и в 25 раз большей теплопроводностью, чем воздух). Так, в воде, температура которой +12C, теряется тепла в 15 раз больше, чем на воздухе при такой же температуре.

комфортными и время пребывания в ней не ограничено.
При температуре воды +29,4C люди могут находиться в ней более суток, но при температуре воды +23,8C это время составляет 8 ч 20 мин.
В воде с температурой ниже +20C быстро развиваются явления острого охлаждения, а время безопасного пребывания в ней исчисляется минутами.
Пребывание человека в воде, температура которой +10-12C, в течение 1 ч и менее вызывает угрожающие для жизни состояния.
Пребывание в воде при температуре +1C неминуемо ведёт к смерти, а при +2-5C уже через 10-15 мин вызывает угрожающие для жизни осложнения.

а в некоторых случаях люди умирают через 5-10 мин.
Организм человека, погружённого в воду, испытывает значительные перегрузки в связи с необходимостью поддерживать постоянную температуру «ядра тела» из-за высокой теплопроводности воды и отсутствия вспомогательных механизмов, обеспечивающих термоизоляцию человека в воздушной среде (теплоизоляция одежды резко снижается за счёт её намокания, исчезает тонкий слой нагретого воздуха у кожи).
В холодной воде у человека остаются только два механизма для поддержания постоянной температуры «ядра тела», а именно: увеличение производства тепла и ограничение поступления тепла от внутренних органов к коже.

в окружающую среду) обеспечивается периферической вазоконстрикцией, максимально выраженной на уровне кожного покрова, и внутримышечной вазодилатацией, степень которой зависит от локализации охлаждения. Эти вазомоторные реакции, перераспределяя объём крови по направлению к центральным органам, способны поддерживать температуру «ядра тела». Одновременно с этим происходит уменьшение объёма плазмы за счёт повышения проницаемости капилляров, клубочковой фильтрации и снижения канальцевой реабсорбции.

которой является дрожь. При температуре воды +25C дрожь наступает, когда температура кожи падает до +28C. В развитии этого механизма различают три последовательных фазы:
- начальное снижение температуры «ядра»;
-резкое её возрастание, иногда превышающее температуру «ядра тела» до охлаждения;
- снижение до уровня, зависящего от температуры воды.
В очень холодной воде (ниже +10C) дрожь начинается весьма резко, очень интенсивна, сочетается с учащённым поверхностным дыханием и ощущением сжатия грудной клетки.

защиты от холода. Падение температуры «ядра» тела человека ниже +35C свидетельствует о том, что компенсаторные механизмы терморегуляции не справляются с разрушающим действием низких температур, наступает глубокое переохлаждение организма. Возникающая при этом гипотермия изменяет все важнейшие жизненные функции организма, так как замедляет скорость протекания химических реакций в клетках. Неизбежным фактором, сопровождающим гипотермию, является гипоксия. Результатом гипоксии являются функциональные и структурные нарушения, которые при отсутствии необходимого лечения приводят к смерти.
Гипоксия имеет сложное и многообразное происхождение.
Циркуляторная гипоксия возникает из-за брадикардии и нарушений периферического кровообращения.
Гемодинамическая гипоксия развивается вследствие перемещения кривой диссоциации оксигемоглобина влево.
Гипоксическая гипоксия наступает при торможении дыхательного центра и судорожного сокращения дыхательных мышц.

при разных ситуациях (например, на производстве, при пожаре, в боевых и аварийных условиях, в бане). Механизмы адаптации направлены на увеличение теплоотдачи и снижение теплопродукции. В результате температура тела (хотя и повышается) остаётся в пределах верхней границы нормального диапазона. Проявления гипертермии в значительной мере определяются температурой окружающей среды.
При повышении внешней температуры до +30-31С происходит расширение артерий кожи и усиление в ней кровотока, увеличивается температура поверхностных тканей. Эти изменения направлены на отдачу организмом избытка тепла путём конвекции, теплопроведения и радиации, но по мере нарастания температуры окружающей среды эффективность этих механизмов теплоотдачи снижается.

приобретает теплоотдача путём потоотделения и испарения влаги с поверхности тела и дыхательных путей. Так, с 1 мл пота теряется примерно 0,6 ккал тепла.
В органах и функциональных системах при гипертермии происходят характерные сдвиги.
Потовые железы секретируют калликреин, расщепляющий а,2-глобулин. Это ведёт к образованию в крови каллидина, брадикинина и других кининов. Кинины, в свою очередь, обеспечивают двоякие эффекты: расширение артериол кожи и подкожной клетчатки; потенцирование потоотделения. Эти эффекты кининов существенно увеличивают теплоотдачу организма.

сердца.
Происходит перераспределение кровотока с развитием его централизации.
Отмечается тенденция к повышению АД.
В дальнейшем приспособление идёт за счёт снижения теплопродукции и формирования стойкого перераспределения кровенаполнения сосудов. Избыточное потоотделение превращается в адекватное при высокой температуре. Потеря с потом воды и солей может компенсироваться питьём подсолённой воды.

уровень двигательной активности изменяется в сторону его повышения или понижения.
Повышенная активность.
Если двигательная активность по необходимости становится высокой, то организм человека должен приспособиться к новому состоянию (например, к тяжёлой физической работе, занятиям спортом и т.д.). Различают «срочную» и «долговременную» адаптацию к повышенной двигательной активности.
«Срочная» адаптация - начальная, аварийная стадия приспособления - характеризуется максимальной мобилизацией функциональной системы, ответственной за адаптацию, выраженной стресс реакцией и двигательным возбуждением.

и нижележащих двигательных центрах, приводящая к генерализованной, но недостаточно координированной двигательной реакции. Например, возрастает частота сердечных сокращений, но также происходит генерализованное включение «лишних» мышц.
Возбуждение нервной системы приводит к активации стрессреализующих систем: адренергической, гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной, что сопровождается значительным выбросом катехоламинов, кортиколиберина, АКТГ и соматотропного гормонов. Напротив, концентрация в крови инсулина и C-пептида под влиянием нагрузок понижается.

к мобилизации энергетических ресурсов организма; потенцируют деятельность функциональной системы адаптации и формируют структурную основу долговременной адаптации.
Стресс-лимитирующие системы. Одновременно с активацией стресс-реализующих систем происходит активация стресс-лимитирующих систем - опиоидных пептидов, серотонинергической и других. Например, параллельно с увеличением в крови содержания АКТГ происходит увеличение концентрации в крови β-эндорфина и энкефалинов

нуклеиновых кислот и белков, избирательный рост определённых структур в клетках органов, увеличение мощности и экономичности деятельности функциональной системы адаптации при повторяющихся физических нагрузках.
При повторяющихся физических нагрузках увеличивается мышечная масса и возрастает её энергообеспечение. Наряду с этим происходят изменения в кислород-транспортной системе и эффективности функций внешнего дыхания и миокарда:
•  увеличивается плотность капилляров в скелетных мышцах и миокарде;
•  увеличивается скорость и амплитуда сокращения дыхательных мышц, возрастает жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ), максимальная вентиляция, коэффициент утилизации кислорода;
•  происходит гипертрофия миокарда, увеличивается число и плотность коронарных капилляров, концентрация миоглобина в миокарде;
•  увеличивается число митохондрий в миокарде и энергообеспечение сократительной функции сердца; возрастает скорость сокращения и расслабления сердца при нагрузках, ударный и минутный объёмы.

работоспособность человека. Наиболее характерные проявления гипокинезии:
• нарушение регуляции кровообращения при ортостатических воздействиях;
• ухудшение показателей экономичности работы и регуляции кислородного режима организма в покое и при физических нагрузках;
• явления относительной дегидратации, нарушения изоосмии, химизма и структуры тканей, нарушения почечной функции;
• атрофия мышечной ткани, нарушения тонуса и функции нервно-мышечного аппарата;
•  уменьшение объёма циркулирующей крови, плазмы и массы эритроцитов;
•  нарушение моторной и ферментативной функций пищеварительного аппарата;
•  нарушение показателей естественного иммунитета.

функций. К таким защитным реакциям относится возбуждение симпато-адреналовой системы. Симпатоадреналовая система обусловливает временную, частичную компенсацию нарушений кровообращения в виде усиления сердечной деятельности, повышения сосудистого тонуса и, следовательно, кровяного давления, усиления дыхания (повышение вентиляции лёгких). Однако эти реакции кратковременны и быстро угасают при продолжающейся гипокинезии.

снижению катаболических процессов;
•  выделение энергии уменьшается, снижается интенсивность окислительных реакций;
• в крови уменьшается содержание углекислоты, молочной кислоты и других продуктов метаболизма, в норме стимулирующих дыхание и кровообращение.

Сила притяжения формирует функции скелетной мускулатуры, гравитационные рефлексы, координированную мышечную работу. При изменении гравитации в организме наблюдаются различные изменения, определяемые устранением гидростатического давления и перераспределением жидких сред организма, устранением гравитационно-зависимой деформации и механического напряжения структур тела, а также снижением функциональной нагрузки на опорно-двигательный аппарат, устранением опоры, изменением биомеханики движений. В результате формируется гипогравитационный двигательный синдром, который включает изменения сенсорных систем, моторного контроля, функции мышц, гемодинамики.

афферентного обеспечения двигательных реакций;
- расстройство всех форм зрительного слежения;
- функциональные изменения в деятельности отолитового аппарата при изменении положения головы и действии линейных ускорений.
Моторный контроль:
- сенсорная и моторная атаксия;
- спинальная гиперрефлексия;
- изменение стратегии управления движениями;
- повышение тонуса мышц-сгибателей.
Мышцы:
- снижение скоростно-силовых свойств;
- атония;
- атрофия, изменение композиции мышечных волокон.

почечного кровотока;
- уменьшение объёма плазмы крови.

кислородом. Гипоксия нередко сочетается с гипоксемией - уменьшением уровня напряжения и содержания кислорода в крови. Различают гипоксии экзогенные и эндогенные.
Экзогенные типы гипоксии - нормо- и гипобарическая. Причина их развития: уменьшение парциального давления кислорода в воздухе, поступающем в организм.
Нормобарическая экзогенная гипоксия связана с ограничением поступления в организм кислорода с воздухом при нормальном барометрическом давлении. Такие условия складываются при:
■ нахождении людей в небольшом и/или плохо вентилируемом пространстве (помещении, шахте, колодце, лифте);
■ нарушениях регенерации воздуха и/или подачи кислородной смеси для дыхания в летательных и глубинных аппаратах;
■ несоблюдении методики искусственной вентиляции лёгких.

большую высоту в открытых летательных аппаратах, на креслах-подъёмниках, а также при снижении давления в барокамере;
■ при резком снижении барометрического давления.
■ Эндогенные гипоксии являются результатом патологических процессов различной этиологии.
 
Различают острую и хроническую гипоксию.

помещении исследуемого в барокамеру, откуда выкачивается воздух, отравлении окисью углерода, остром нарушении кровообращения или дыхания.
Хроническая гипоксия возникает после длительного пребывания в горах или в любых других условиях недостаточного снабжения кислородом.
Гипоксия - универсальный действующий фактор, к которому в организме на протяжении многих веков эволюции выработались эффективные приспособительные механизмы. Реакция организма на гипоксическое воздействие может быть рассмотрена на модели гипоксии при подъёме в горы

и минутного объёмов крови. Если организм человека потребляет в покое 300 мл кислорода в минуту, его содержание во вдыхаемом воздухе (а, следовательно, и в крови) уменьшилось на 1/3, достаточно увеличить на 30% минутный объём крови, чтобы к тканям было доставлено то же количество кислорода. Раскрытие дополнительных капилляров в тканях реализует увеличение кровотока, так как при этом увеличивается скорость диффузии кислорода.

кислородного голодания (pO2 во вдыхаемом воздухе - менее 81 мм. рт.ст.). Объясняется это тем, что усиление дыхания в гипоксической атмосфере сопровождается гипокапнией, которая сдерживает увеличение лёгочной вентиляции, и только через определённое время (1-2 недели) пребывания в условиях гипоксии происходит существенное увеличение лёгочной вентиляции из-за повышения чувствительности дыхательного центра к углекислому газу.

кровяных депо и сгущения крови, а далее за счёт интенсификации кроветворения. Уменьшение атмосферного давления на 100 мм рт.ст. вызывает увеличение содержания гемоглобина в крови на 10%.
 Изменяются кислород-транспортные свойства гемоглобина, увеличивается сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, что способствует более полной отдаче кислорода тканям.

позволяет интенсифицировать процессы использования энергии в клетке.
Происходит модификация поведения (ограничение двигательной активности, избегание воздействия высоких температур).
Таким образом, в результате действия всех звеньев нейрогуморальной системы происходят структурно-функциональные перестройки в организме, в результате которых формируются адаптивные реакции к данному экстремальному воздействию.

разному у лиц с разным типом ВНД (холериков, сангвиников, флегматиков, меланхоликов). У крайних типов (холериков, меланхоликов) такая адаптация не является стойкой, рано или поздно факторы, воздействующие на психику, приводят к срыву ВНД и развитию неврозов.
В качестве основных принципов противострессовой защиты можно назвать следующие:
- изоляцию от стрессора;
- активацию стресс-лимитирующих систем;
- подавление очага повышенного возбуждения в ЦНС путём создания новой доминанты (переключения внимания);
- подавление системы отрицательного подкрепления, связанной с негативными эмоциями;
- активацию системы положительного подкрепления;
- восстановление энергетических ресурсов организма;
- физиологическую релаксацию.

стресса - проблема XXI столетия. Если поток информации превышает сформированные в процессе эволюции возможности мозга для её переработки, развивается информационный стресс. Последствия информационных перегрузок столь велики, что вводятся даже новые термины для обозначения не совсем понятных состояний человеческого организма: синдром хронической усталости, компьютерная зависимость и т.д.

но и в некотором количестве возбуждения (эмоционально значимых стимулах). Г. Селье описывает это состояние как состояние эустресса. К последствиям дефицита информации относятся дефицит эмоционально значимых стимулов и нарастающий страх.
Дефицит эмоционально значимых стимулов, особенно в раннем возрасте (сенсорная депривация), часто приводит к формированию личности агрессора, причём значимость этого фактора в формировании агрессивности на порядок выше, чем физические наказания и другие вредные в воспитательном отношении факторы.

паники и галлюцинации. Э. Фромм в качестве одного из важнейших условий созревания индивида называет наличие чувства единения. Э. Эриксон считает, что человеку необходимо идентифицировать себя с другими людьми (референтной группой), нацией и т.п., то есть сказать «Я - такой как они, они такие же, как я». Для человека предпочтительней идентифицировать себя даже с такими субкультурами, как хиппи или наркоманы, чем не идентифицировать себя вовсе.

менее полное лишение человека зрительных, слуховых, тактильных или иных ощущений, подвижности, общения, эмоциональных переживаний, осуществляемое либо с экспериментальными целями, либо в результате сложившейся ситуации. При сенсорной депривации в ответ на недостаточность афферентной информации активизируются процессы, которые определённым образом воздействуют на образную память.
По мере увеличения времени пребывания в этих условиях у людей появляется эмоциональная лабильность со сдвигом в сторону пониженного настроения (заторможенность, депрессия, апатия), которые на короткое время сменяются эйфорией, раздражительностью.
Наблюдаются нарушения памяти, находящиеся в прямой зависимости от цикличности эмоциональных состояний.

относительно продолжительное время, проецируются вовне и сопровождаются иллюзией непроизвольности.
Таким образом, ограничение движения и информации - факторы, нарушающие условия развития организма, приводящие к деградации соответствующих функций. Адаптация по отношению к этим факторам не носит компенсаторного характера, так как в ней не проявляются типичные черты активного приспособления и преобладают лишь реакции, связанные со снижением функций и приводящие в конечном итоге к патологии.

адаптивных свойств организма с искусственными способами, преобразующими среду в его интересах.
Управление адаптацией
Способы управления адаптацией можно разделить на социально-экономические, физиологические и психологические.
К социально-экономическим способам относят все мероприятия, направленные на улучшение условий быта, питания, создания безопасной социальной среды. Эта группа мероприятий имеет крайне важное значение.

их число входят организация режима (смены сна и бодрствования, отдыха и труда), физическая тренировка, закаливание.
Физическая тренировка. Наиболее эффективным средством повышения сопротивляемости организма болезням и неблагоприятным влияниям среды являются регулярные физические упражнения. Двигательная активность оказывает влияние на многие системы жизнедеятельности. Она распространяется на сбалансированность метаболизма, активизирует вегетативные системы: кровообращение, дыхание.

Классическим примером закаливания является постоянная тренировка холодом, водные процедуры, зарядка под открытым небом в любую погоду.
Дозированное использование гипоксии, в частности в виде тренировочного пребывания человека на высоте около 2-2,5 тыс. метров, повышает неспецифическую резистентность организма. Гипоксический фактор способствует повышенной отдаче кислорода тканям, высокой утилизации его в окислительных процессах, активизации ферментативных тканевых реакций, экономичному использованию резервов сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

трансформироваться в звено патогенеза и индуцировать развитие болезней - от язвенных до тяжёлых сердечно-сосудистых и иммунных